一种列车高压隔离接地开关电路的制作方法

本发明涉高压控制开关技术领域，具体涉及一种用于列车切换供电电源、多位联接及隔离接地的列车高压隔离接地开关电路。

背景技术：

随着我国城市轨道交通的快速发展，对机车的安全性要求越来越高。为了保证列车工作人员的安全性，轨道列车在停车期间、工作期间、以及检修期间需要使其列车电源和车间电源处于不同的连接状态，如何依据列车的需求，控制所述列车电源和车间电源的连接以保证工作人员的人身安全以及列车的正常行驶成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种列车高压隔离接地开关电路，以保证列车的安全运行。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

一种列车高压隔离接地开关电路，包括转换开关，通过调节所述转换开关使所述列车高压隔离接地开关电路工作在工作位、接地位和车间位；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在工作位时，列车供电线路通过所述转换开关与列车的牵引系统、辅助系统及辅助母线接通并为其供电，其中列车的接地端及车间电源均处于悬空状态；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在接地位时，列车供电线路及车间电源通过所述转换开关与所述接地端接通而接地，牵引系统、辅助系统和辅助母线均处于悬空状态；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在车间位时，列车供电线路通过所述转换开关与所述接地端接通而接地，车间电源通过所述转换开关与辅助系统和辅助母线接通并为其供电，牵引系统处于悬空状态。

优选的，上述列车高压隔离接地开关电路中，所述转换开关包括可旋转的转轴及固定分设于所述转轴两侧的静触头；其中所述转轴表面镶嵌不同形状铜箔的动触头，所述静触头采用层级排布结构，其中一侧的静触头分别与接地端、列车供电线路、车间电源及辅助母线连接，另一侧的静触头分别与牵引系统和辅助系统连接；所述转轴转动时所述两侧的静触头经转轴上的不同铜箔而实现不同的接通关系，实现工作位、接地位和车间位状态的切换。

优选的，上述列车高压隔离接地开关电路中，所述静触头的层级排布结构，包括第一层静触头K11、K12，第二层静触头K21、K22，第三层静触头K31，第四层静触头K41、K42，第五层静触头K51、K52，其中第一层静触头K11、第二层静触头K21、第三层静触头K31、第四层静触头K41、第五层静触头K51设于所述转轴的一侧，所述第一层静触头K11接地，第二层静触头K21和第三层静触头K31接列车供电线路，第四层静触头K41接车间电源，第五层静触头K51接辅助母线；第一层静触头K12、第二层静触头K22、第四层静触头K42、第五层静触头K52设于所述转轴的一侧，所述第一层静触头K12和第二层静触头K22接牵引系统，第四层静触头K42和第五层静触头K52接辅助系统；

当所述列车高压隔离接地开关电路切换到工作位时，转轴切换到相应位置，静触头K21、静触头K31通过所述转轴上的铜箔与静触头K12、静触头K22、静触头K42连通，静触头K52通过所述转轴上的铜箔与静触头K51连通，实现列车供电线路为牵引系统、辅助系统和辅助母线供电，静触头K11、静触头K41悬空；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在接地位时，静触头K11通过所述转轴上的铜箔与静触头K21连通，静触头K31通过所述转轴上的铜箔与静触头K41连通，实现列车供电线路及车间电源接地，静触头K51、静触头K12静触头K22、静触头K42、静触头K52悬空；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在车间位时，静触头K41通过所述转轴上的铜箔与静触头K42连通，静触头K51通过所述转轴上的铜箔与静触头K52连通，静触头K21通过所述转轴上的铜箔与静触头K11连通，实现车间电源为辅助系统和辅助母线供电，静触头K12、静触头K22悬空。

优选的，上述列车高压隔离接地开关电路中，还包括：二极管，所述二极管设置于静触头K42与辅助系统之间，所述二极管的阳极与所述静触头K42相连，所述二极管的阴极与辅助系统相连。

优选的，上述列车高压隔离接地开关电路中，所述列车高压隔离接地开关装置通过辅助母线与其他列车高压隔离接地开关装置相连。

优选的，上述列车高压隔离接地开关电路中，所述铜箔至少包括：

用于在车间位时，连通静触头K21和静触头K11第一铜箔，所述第一铜箔为纵向跨接第一静触头层和第二静触头层的矩形铜箔；

用于在接地位时，连通静触头K21和静触头K11第二铜箔，所述第二铜箔与第一铜箔尺寸相同，且并排设置于所述第一铜箔的左侧；

用于在工作位时，连通静触头K21、静触头K31、静触头K12、静触头K22和静触头K42的第三铜箔，所述第三铜箔为设置于所述第二铜箔左侧的凸字形铜箔，所述凸字形铜箔的横向区域的左侧纵向贯穿第一静触头层、第二静触头层、第三静触头层和第四静触头层，所述横向区域的右侧纵向贯穿所述第二静触头层和第三静触头层；

用于在接地位时连通静触头K31和静触头K41，在车间位时连通静触头K42和静触头K41的第四铜箔，所述第四铜箔为设置于所述第一铜箔和第二铜箔下方及所述第三铜箔右侧的L型铜箔，所述L型铜箔的横向区域的宽度为所述第一铜箔和第二铜箔水平方向的宽度和，竖向区域设置于所述第二铜箔正下方且纵向贯穿第三静触头层和第四静触头层；

用于在车间位时连通静触头K51和静触头K52的第五铜箔，所述第五铜箔为设置于所述第四铜箔的下方且其宽度与所述第四铜箔的横向区域宽度相同；

用于在工作位时连通静触头K51和静触头K52的第六铜箔，所述第六铜箔设置于所述第三铜箔的下方及所述第五铜箔左侧，其宽度与所述第三铜箔的横向区域宽度相同。

基于上述技术方案，本发明实施例提供的高压隔离接地开关电路，通过调节所述转换开关使所述列车高压隔离接地开关电路工作在工作位、接地位和车间位；当所述列车高压隔离接地开关电路工作在工作位时，列车供电线路通过所述转换开关与列车的牵引系统、辅助系统及辅助母线接通并为其供电，其中列车的接地端及车间电源均处于悬空状态；当所述列车高压隔离接地开关电路工作在接地位时，列车供电线路及车间电源通过所述转换开关与所述接地端接通而接地，牵引系统、辅助系统和辅助母线均处于悬空状态；当所述列车高压隔离接地开关电路工作在车间位时，列车供电线路通过所述转换开关与所述接地端接通而接地，车间电源通过所述转换开关与辅助系统和辅助母线接通并为其供电，牵引系统处于悬空状态。在保证列车安全运行的基础上，保证了列车和工作人员的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请一实施例公开的一种高压隔离接地开关电路的电路结构示意图；

图2为本申请另一实施例公开的一种高压隔离接地开关电路的电路结构示意图，具体为高压隔离接地开关电路工作在工作位时，各个静触头、动触头的连接关系示意图；

图3为图2公开的高压隔离接地开关电路工作在接地位时，各个静触头、动触头的连接关系示意图；

图4为图2公开的高压隔离接地开关电路工作在车间位时，各个静触头、动触头的连接关系示意图；

图5为本申请实施例公开的多个高压隔离接地开关电路之间的连接关系示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本申请公开了一种列车高压隔离接地开关电路，该电路包括转换开关，通过调节所述转换开关可使得所述列车高压隔离接地开关电路在工作位、接地位和车间位之间进行切换；

具体的，当所述列车高压隔离接地开关电路工作在工作位时，列车供电线路通过所述转换开关与列车的牵引系统、辅助系统及辅助母线接通并为其供电，其中列车的接地端及车间电源均处于悬空状态，所述列车的接地端及车间电源均处于悬空状态可以指的是列车的接地端悬空，车间电源与接地端相连；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在接地位时，列车供电线路及车间电源通过所述转换开关与所述接地端接通而接地，牵引系统、辅助系统和辅助母线均处于悬空状态；

当所述列车高压隔离接地开关电路工作在车间位时，列车供电线路通过所述转换开关与所述接地端接通而接地，车间电源通过所述转换开关与辅助系统和辅助母线接通并为其供电，牵引系统处于悬空状态。

可见通过所述列车高压隔离接地开关电路通过转换开关控制列车的列车电源和车间电源在不同的连接状态之间切换，在保证列车正常行驶的基础上保证了工作人员的人身安全。

在本申请实施例公开的技术方案中，参见图2，所述转换开关包括可旋转的转轴及固定分设于所述转轴两侧的静触头(K11、K12、K21、K22、K31、K41、K51和K52，当然静触头数量可以根据需要增减)；其中所述转轴表面镶嵌不同形状的铜箔的动触头，所述静触头采用层级排布结构，且每一层级中至少有一静触头用于电源引入或导出，其中一侧的静触头分别与接地端、列车供电线路、车间电源及辅助母线连接，另一侧的静触头分别与牵引系统和辅助系统连接；所述转轴转动时所述两侧的静触头通过转轴上的不同的铜箔动触头而实现不同的接通关系，实现列车高压隔离接地开关电路在工作位、接地位和车间位状态的切换。

具体的，参见图2，所述静触头可分布为5个层级(当然，层级数可以根据需要增减)，其中，第一层级可以包括静触头K11、K12，第二层级可以包括：静触头K21、K22，第三层级可以包括：静触头K31，第四层级可以包括：静触头K41、K42，第五层级可以包括：静触头K51、K52，其中静触头K11、静触头K21、静触头K31、静触头K41和静触头K51设于所述转轴的一侧，所述静触头K11接地，静触头K21和静触头K31接列车供电线路，静触头K41接车间电源，静触头K51接辅助母线；静触头K12、静触头K22、静触头K42和静触头K52设于所述转轴的另一侧，所述静触头K12和静触头K22接牵引系统，静触头K42和静触头K52接辅助系统，当然，为了保证该电路的可靠运行，上述多个静触头中的一个或多个静触头还具有备用触头；

此外，为了更好的通过所述铜箔连通各个静触头，实现车间位、接地位和工作位之间的切换，本申请还提供了一种满足上述要求的所述铜箔的形状示意图(转轴表面铜箔纵向展开后的示意图)，具体各工作状态时静触头与铜箔(铜箔动触头)的连接关系参见图2-图4，所述转轴上的铜箔至少包括：

用于在车间位时，连通静触头K21和静触头K11的第一铜箔D1，所述第一铜箔D1为纵向跨接第一静触头层(第一层级)和第二静触头层(第二层级)的矩形铜箔；

用于在接地位时，连通静触头K21和静触头K11的第二铜箔D2，所述第二铜箔D2与第一铜箔D1尺寸相同，且并排设置于所述第一铜箔D1的左侧；

用于在工作位时，连通静触头K21、静触头K31、静触头K12、静触头K22和静触头K42的第三铜箔D3，所述第三铜箔D3为设置于所述第二铜箔D2左侧的凸字形铜箔，所述凸字形铜箔的横向区域的左侧纵向贯穿第一静触头层、第二静触头层、第三静触头层(第三层级)和第四静触头层(第四层级)，横向区域的右侧纵向贯穿所述第二静触头层和第三静触头层；

用于在接地位时连通静触头K31和静触头K41，在车间位时连通静触头K42和静触头K41的第四铜箔D4，所述第四铜箔D4为设置于所述第一铜箔D1和第二铜箔D2下方以及所述第三铜箔D3右侧的L型铜箔，所述L型铜箔的横向区域的宽度为所述第一铜箔D1和第二铜箔D2水平方向的宽度和，竖向区域设置于所述第二铜箔D2的正下方且贯穿第三静触头层和第四静触头层；

用于在车间位时连通静触头K51和静触头K52的第五铜箔D5，所述第五铜箔D5为设置于所述第四铜箔D4的下方且其宽度与所述第四铜箔D4的横向区域宽度相同；

用于在工作位时连通静触头K51和静触头K52的第六铜箔D6，所述第六铜箔D6设置于所述第三铜箔D3的下方及所述第五铜箔D5左侧，其宽度与所述第三铜箔D3的横向区域宽度相同。

参见图2，当所述列车高压隔离接地开关电路切换到工作位时，转轴切换到相应位置，静触头K21、静触头K31通过所述转轴上的第三铜箔D3与静触头K12、静触头K22、静触头K42连通，静触头K52通过所述转轴上的第六铜箔D6与静触头K51连通，实现列车供电线路为牵引系统、辅助系统和辅助母线供电，静触头K11、静触头K41悬空；

参见图3，当所述列车高压隔离接地开关电路工作在接地位时，静触头K11通过所述转轴上的第二铜箔D2与静触头K21连通，静触头K31通过所述转轴上的第四铜箔D4与静触头K41连通，实现列车供电线路及车间电源接地，静触头K51、静触头K12、静触头K22、静触头K42、静触头K52悬空；

参见图4，当所述列车高压隔离接地开关电路工作在车间位时，静触头K41通过所述转轴上的第四铜箔D4与静触头K42连通，静触头K51通过所述转轴上的第五铜箔D5与静触头K52连通，静触头K21通过所述转轴上的第一铜箔D1与静触头K11连通，实现车间电源为辅助系统和辅助母线供电，静触头K12、静触头K22悬空。

上述结构的列车高压隔离接地开关电路还包括二极管D，所述二极管D设置于静触头K42与辅助系统之间，所述二极管D的阳极与所述静触头K42相连，所述二极管D的阴极与辅助系统相连。

参见图5，在本申请实施例公开的技术方案中，各个列车高压隔离接地开关电路之间通过辅助母线相连，具体的，前一级列车高压隔离接地开关电路的辅助母线与后一级列车高压隔离接地开关电路的辅助母线相连，这样当后一级列车高压隔离接地开关电路出现问题时，前一级列车高压隔离接地开关电路可以为通过辅助母线为后一级的辅助系统供电。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。